应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112468429A(43)申请公布日2021.03.09(21)申请号202011466253.X(22)申请日2020.12.13(71)申请人湖南师范大学地址410012湖南省长沙市岳麓区麓山南路(72)发明人陈明张龙陈港周慧(74)专利代理机构湘潭市汇智专利事务所(普通合伙)43108代理人陈伟(51)Int.Cl.H04L27/26(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法(57)摘要本发明公开了一种应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法，首先将两个相同的训练序列TS分别置于一帧光纤离散多音频DMT信号的头部和尾部，经定时同步后对接收到的两个训练序列TS进行FFT运算获得各子载波上的频率数据；然后将尾部TS频域数据除以头部TS相应子载波上的频域数据消除信道响应影响，以获得采样频率偏差SFO对尾部TS各子载波引入的残留相位；再对获得的残留相位做最小二乘法处理以降低系统噪声及其他干扰的影响，获得尾部TS各子载波上残留相位的斜率参数；最后根据估计的斜率参数计算出采样频率偏差SFO。本发明不需要进行信道估计，降低了信道估计不准确的影响，从而提供较高的SFO估计准确性。CN112468429ACN112468429A权利要求书1/2页1.一种应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将两个相同的训练序列TS分别置于一帧光纤离散多音频DMT信号的头部和尾部；S2：经定时同步后对接收到的两个训练序列TS进行FFT运算初步获得各子载波上的频率数据；S3：将尾部TS频域数据除以头部TS相应子载波上的频域数据消除信道响应影响，以获得采样频率偏差SFO对尾部TS各子载波引入的残留相位；S4：对获得的残留相位做最小二乘法处理以降低系统噪声及其他干扰的影响，获得尾部TS各子载波上残留相位的斜率参数；S5：最后根据估计的斜率参数计算出采样频率偏差SFO。2.根据权利要求1所述的应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法，其特征在于，所述步骤S2中，头部和尾部两个TS做FFT运算后的频域数据分别表示为：式中，X0,k表示头部TS在第k个子载波上的频域数据，XN+1,k表示尾部TS在第k个子载波上的频域数据，N表示每个DMT帧中携带DMT符号的数量，k表示TS子载波的索引号，φn,k表示采样频率偏差SFO在第n个DMT符号、第k个子载波上引入的残留相位，n＝0,1,2…N+1，k＝1,2…M，M表示TS中最大的子载波索引号，对于头部TS，n为0，相应的SFO在第k个子载波上引起的残留相位忽略，即φ0,k≈0；对于尾部TS，n为N+1，Xk表示TS在第k个子载波上的传输符号；Hk表示TS在第k个子载波上的信道响应；In,k和Wn,k分别表示SFO引起的在第n个DMT符号、第k个子载波上的子载波间干扰和系统噪声。3.根据权利要求2所述的应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法，其特征在于，所述步骤S3中，尾部TS第k个子载波引入的残留相位φk定义如下：其中，arg(·)表示求幅角运算并返回±π弧度范围内的角度；对残留相位φk进行修正使之连续，修正后的残留相位表示为：式中，<·>与|·|分别表示四舍五入与取绝对值运算，4.根据权利要求3所述的应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法，2CN112468429A权利要求书2/2页其特征在于，所述步骤S4中，SFO对尾部TS子载波上引入的残留相位斜率通过最小二乘法计算得到：5.根据权利要求4所述的应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法，其特征在于，所述步骤S5中，SFO定义为计算公式为：式中，NF表示FFT点数，Ncp和Ncs分别表示循环前缀和循环后缀的长度，NS为带有循环前缀与后缀的DMT符号长度，且有NS＝NF+Ncp+Ncs。3CN112468429A说明书1/4页应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法技术领域[0001]本发明涉及光纤通信领域，特别涉及一种应用于异步光纤离散多音频系统的采样频率偏差估计方法。背景技术[0002]随着物联网、云计算、第五代移动网络等新业务的快速发展，人们对信息传输速率的要求越来越高。为了满足用户对宽带业务日益增长的需求，直接检测光正交频分复用(DDO-OFDM)技术被认为是未来高速光网络中最有前途的技术之一，在学术与工业界均引起了广泛的关注和研究。光纤离散多音频(DMT)技术是一种特殊的DDO-OFDM，其不需要在数字或模拟域进行上下变频，从而降低了硬件实现的复杂度，因此，它更适合成本敏感的短距离应用。[0003]通常